钢丝绳在起重运输机械的应用及寿命探讨

杨大海

摘要：钢丝绳是起重机、运输机作业的重要应用工具，钢丝绳的寿命和磨损程度对作业安全和作业效果有重要影响。本文将向大家介绍在起重运输机械方面钢丝绳的使用，并对影响其使用寿命的因素进行探讨，科学的选择和维护钢丝绳，能够在很大程度上延长其使用寿命。

关键词：钢丝绳；起重运输机械；使用寿命；维护

引言

在起重运输机械的操作中使用钢丝绳，钢丝绳会因外力影响而产生挤压、扭转、弯曲、拉张等形变。在钢丝绳形变中，其所产生的应力会叠加在一起，使钢丝绳的应力大大增加。并且钢丝绳的受力实时变化，形成交变应力，如果钢丝绳选用不当，或使用维护不当会有很大的安全隐患。在一定的时间钢丝绳会达到其疲劳强度，造成钢丝绳断裂，形成大的安全事故。所以怎样科学合理的将钢丝绳运用到承重工作中来，以及怎样延长其使用寿命，是相关工作人员和科研人员所面临的重要问题[1]。

1.钢丝绳的使用寿命

钢丝绳在起重作业中，受到的作用力主要是拉力，除此之外，在对卷筒、圆盘、滑轮进行绕行时，还要承受弯曲和挤压等作用力。由于钢丝绳复杂的结构，钢丝绳索承受的作用力不仅有形变时产生的的弯曲应力，还有其在加工制造过程中残余的弹性应力。

1.1.影响钢丝绳寿命的使用条件

静态的拉伸负荷和作用力对钢丝绳的寿命影响不大，对其寿命影响较大的是震动的拉力影响，在这种情况下多使用重要用途钢丝绳（GB8918），这样能够确保安全和较长的使用寿命。由于钢丝绳所处情况时时变化，所以其所能够承受的交变弯曲程度也会时时不同[2]。如在绳轮直径较大和绳轮直径较小时，钢丝绳的弯曲次数就会不同。其余参数确定时，直径较大的钢丝绳寿命就会短于直径较小的钢丝绳。而在对钢丝绳进行设计时，不断完善其相关系数，使其最低的安全系数和弯曲直径与绳径比值，并使这些数值都符合相关标准，这样就能够有效延长钢丝绳的寿命。

1.2. 影响槽型的因素

1.2.1. 槽型

曲线绳槽对钢丝绳契合程度会对钢丝绳的寿命产生影响，若切合程度较好，就能够将钢丝绳所承受的内部和外部压力减到最小。槽型的不同也会影响到钢丝绳的寿命，圆形槽比其他型号的绳槽更适合使用。下方带有切口的圆形槽与交互捻钢丝绳队楔形槽能够更好的适应钢丝绳作业。

1.2.2. 滑轮材料

绳槽与钢丝的弹性模量常常会对钢丝绳的压应力产生影响。当使用较小的多层圆股绳、钢芯多股绳、股绳捻制绳时，导向轮绳槽使用较软的材料做衬垫，能够延长其寿命。在矿井提升时使用弹性较好的绳槽衬垫，不仅能够延长钢丝绳的寿命，还能使提升机和起重机寿命增加1.5-3倍。需要注意的是，钢丝绳内部的磨损会因外部钢丝减小应力而增加。

1.2.3. 交变弯曲形式

反向弯曲和同向弯曲是钢丝绳从平直到弯曲或从弯曲到平直的交变弯曲的主要形式。在反向弯曲过程中，钢丝绳会承受两倍的弯曲应力，明显降低其使用寿命。

1.3. 磨损与腐蚀

腐蚀之所以会使钢丝绳的寿命减少，是因为腐蚀会使钢丝绳的载重横截面减小，从而导致所能够承受的应力降低。腐蚀是矿井断绳事故的罪魁祸首，其起因是尘埃和水渗入绳内或绳芯坏损[3]。磨损是因钢丝绳的表面受到摩擦损耗而形成的，与轮盘材质、滑轮速度、支撑压力等有重要联系。磨损会严重影响钢丝绳的使用寿命，情况严重时会致使钢丝断裂。

1.4 .钢丝的力学性能

钢丝绳的寿命是直接由钢丝的力学性能决定的。在选取钢丝材料时，需考虑起重运输机械的需求情况，考虑钢丝绳的力学性能是否能够满足机械作业要求。

2.钢丝绳的使用条件和要求

2.1. 承载要求

钢丝绳的捻制和结构同样会对其使用寿命产生影响。交互捻钢丝绳比同向捻钢丝绳的交变系数要小，且交互捻钢丝绳较少出现自转现象，所以大部分情况下都会使用交互捻钢丝绳。

2.2.弹性模量

通常情况下，钢丝是属于震动系统组合的，所以钢丝绳的的弹性性能能够在机械作业中有广泛应用，这样就会促使一些量值不是精确数据，而是在一定范围区间上的。

3.钢丝绳的安装和更换

3.1.钢丝绳的截取工作

3.1.1. 截取

选择适当的长度，从绳筒上将钢丝绳截取下来，并储存在干净的地方。

3.1.2.安装条件

钢丝绳在安装前应保持在自然状态，在装配钢丝绳时，安装人员应对钢丝绳的状况进行检查，预防绳体扭结，以防增加自身磨损，影响其使用寿命。在切割钢丝绳时使用电弧或刀具等方式都是可行的，在钢丝绳截取后，应对其切割出使用铁丝捆绑，捆绑时应注意避免对下一步安装穿绳造成影响。在捆绑直径大于安装穿绳所需直径最大限度时，应使用电弧在其切割处将其焊好，必要时可将穿绳用的螺母一并焊上。

3.2. 钢丝绳安装技术的选择

采用合理科学的安装技术，可以降低钢丝绳发生扭结的频率，从而降低钢丝绳的损耗程度，延长使用寿命。在对穿绳技术需求较为复杂的机械设施进行安装时，要进行预演，连接钢丝绳切割端时，先不要固定死，在全部安装钢丝绳，并且空载绳到位后，在扭结状况最轻时再固定钢丝绳连接处。

3.3. 钢丝绳使用的磨合期

在起重设备刚刚安装完钢丝绳时，不能立刻投入使用，需要先进行磨合试车，否则会缩短钢丝绳寿命。在磨合试车过程中，起重设备应经历空运转、轻载、再到重载的磨合过程，轻载和重载维持时间可在一小时左右。在试车过程中，要适时适量添加润滑剂，调节作业状态，如发生钢丝绳扭结或咬绳等状况，应即刻停止作业，进行处理。

4.总结

对钢丝绳的合理科学选用、维护、安装、管理，能够有效延长钢丝绳的使用寿命。在对钢丝绳进行管理时，应对钢丝绳的产量进行记录，并及时更新档案。在对钢丝绳进行使用维护时，应不断总结经验，不断完善对钢丝绳的使用和维护技术，以延长钢丝绳寿命，降低作业成本，增加经济效益。

参考文献：

[1]凌晨.钢丝绳的选购与使用[J].金属制品，2009，5（12）：76-78.

[2]吕振山.孙品品.采油机械用钢丝绳的选择及应用[J].金属制品，2010，36（5）：75-76.

[3]侯庆林.三角殷钢丝绳的应用领域[J].金属制品，2010，3（4）：24-28.